В России широкое распространение получили две схемы под­готовки углей к коксованию: схема «ДШ» (дробления шихты) и схема «ДК» (дробления компонентов). Выбор схемы подготовки углей зависит, прежде всего, от качества применяемых для приготовления шихты углей и от имеющегося на предприятии технологического оборудования.

Одним из факторов влияющим на качество кокса является спекаемость углей. Одним из весьма эффективных способов повышения спекаемости угольных шихт является их механическое уплотнение. Для этого шихту загружают слоями в специальный металлический ящик, имеющий форму камеры печи для коксования. Этот ящик устанавливают на машине, выталкивающей кокс из печи (коксо-выталкивателе). Стены ящика могут сниматься или раздвигать­ся. Слои угля в ящике уплотняют специальными механическими трамбовками. Если уголь содержит 8—12% влаги, то из него по­лучается не рассыпающийся достаточно крепкий блок, который можно на металлической подине, как на лопате, ввести в камеру коксования. В результате коксования такого блока получается спекшийся пирог кокса, который далее обычным образом выда­ют из камер коксования. Трамбование позволяет получить кокс лучшего качества из слабоспекающихся угольных шихт.

Кокс хорошего качества можно получить из слабоспекающих­ся углей также и в том случае, если их массу уплотнить путем брикетирования. Брикеты каменных углей можно добавлять в обычную шихту и загружать вместе с ней в камеры для коксова­ния. Этот способ в настоящее время нашел широкое применение.

УСТРОЙСТВО КОКСОВЫХ ПЕЧЕЙ

Коксохимические заводы сооружаются, как правило, вблизи металлургических заводов и входят в их состав, либо как отдель­ные предприятия. Коксохимическая промышленность от­личается высокой концентрацией производства, т. е. заводы являются весьма мощными и имеют высокую производи­тельность.

Современные печи для коксования углей представляют собой горизонтальные прямоугольные камеры, выложенные из огне­упорного материала. Камеры течей обогреваются через боковые стены. Печи располагаются в ряд и объединяются в батареи для уменьшения потери тепла и достижения компактности. В типо­вую батарею печей с шириной камер 410 мм входят обычно 65 печей, а в батарею большой емкости с камерами шириною 450 мм входят 77 печей. Обычные камеры имеют полезный объем 20—21,6 м3, а печи большой емкости—30 м3. Ширина печей более 450 мм нецелесообразна из-за ухудшения качества кокса (повышения истираемости). Для облегчения выталкивания кокса из камеры коксования ширину камеры со стороны выдачи кокса делают на 40—50 мм шире, чем с машинной стороны. Таким образом, камера имеет вид конуса. Основные, конструктивные элементы коксовой батареи показа­ны на рис. 4. За основные элементы батареи надо принять следую­щие: фундамент, регенераторы, корнюрную зону, зону обогрева­тельных простенков, перекрытия простенков и перекрытия камер.

Фундамент представляет собой бетонное основание, имеющее с боков железобетонные укрепления — контрфорсы, которые сдер­живают перемещение кладки батареи при ее разогреве. Фунда­мент состоит из двух плит. На нижней плите установлены верх­ние сооружения батареи. В верхней плите обычно располагают борова печей. Батарея имеет четыре борова для отвода продуктов горения. Над фундаментом расположен подовый канал для подвода воздуха и бедного газа или же отвода продуктов горения из ре­генераторов.

Регенераторы предназначены для подогрева воздуха и бедного газа своей насадкой, предварительно нагретой теплом отходящих продуктов горения из обогревательного простенка печей.

Над регенераторами находится корнюрная зона, которая яв­ляется основанием камер печей и обогревательных простенков. В ней расположены каналы для подвода коксового газа к вертикальным каналам обогревательного простенка. Эти каналы иначе называют­ся корнюрами.

Над корнюрной зоной расположена зона обогревательных простенков, в которой находятся камеры печей для коксования углей. Наружные стены обогревательных простенков одновре­менно являются стенами камер печи.

Для отопления печей применяются коксовый, доменный, гене­раторный, обезводороженный коксовый газы и их смеси.

При обогреве коксовым газом применяется так называемый «обратный коксовый газ», т. е. газ, прошедший через аппаратуру, улавливающую ряд химических продуктов. В составе обратного коксового газа содержится до 60% водорода, который целесооб­разно извлечь и использовать на азотнотуковых заводах для син­теза аммиака. Обезводороженный коксовый газ (не содержащий водорода) также можно применить для отопления печей. Генера­торный газ применяется лишь в тех случаях, когда приходится экономить коксовый газ, который целесообразнее использовать как бытовое топливо.

ЗАГРУЗКА ПЕЧЕЙ УГОЛЬНОЙ ШИХТОЙ

Загрузка коксовых печей включает следующие этапы: набор шихты из угольной башни в загрузочный вагон, засыпка шихты в камеру коксования и выравнивание (планирование) верхнего ее слоя штангой коксовыталкивателя.

Режим загрузки оказывает существенное влияние на произ­водительность батарей, сохранность кладки коксовых печей, ка­чество получаемого кокса и химических продуктов, а также на степень загрязнения атмосферы газами и угольной пылью. Угольная башня обычно содержит запас угольной шихты, обеспечивающий 14—16-часовую потребность коксового блока. Башня делится на самостоятельные секции, которые закреп­ляются за отдельными батареями. Бункеры загрузочного вагона наполняют шихтой из уголь­ной башни через затворы. Количество шихты, набираемое в загрузочный вагон, опре­деляется разовой загрузкой коксовой камеры и контролируется по весу шихты или ее объему. Весы для взвешивания устанавли­вают под угольной башней или на самих вагонах.

Шихту загружают в печь при опущенных телескопах загру­зочного вагона. Телескопы должны плотно прилегать к гнездам загрузочных люков коксовой камеры или входить в них. Поэтому перед загрузкой люки очищают от нагара

В процессе загрузки в камере образуется значительное количество газов и пыли, которые выделяются вместе с пламенем в атмосферу через открытые стояки, а часто выбиваются и из за­грузочных люков. После загрузки в печь шихты ее планируют, т. е. выравнивают верхнюю часть шихты в камере планировочной штангой. Плани­рование продолжается 1—2 мин до обеспечения свободного про хода газа к отверстиям для выхода в стояки. Управление штан­гой с коксовыталкивателя должно быть автоматизировано. Излишек шихты, выгребаемый из камеры при планировании, со­бирается в бункер коксовыталкивателя. Бункер периодически опорожняется, и шихта скиповым подъемником угольной башни подается на загрузку коксовых печей.

Температурный режим батареи печей должен обеспечивать получение кокса высокого качества и равномерного по своим свойствам. Для осуществления контроля за температурным ре­жимом измеряют температуры в контрольных вертикалах и вер­тикалах по всей длине обогревательных простенков, в крайних вертикалах с коксовой и машинной сторон, по оси коксового пи­рога к концу периода коксования, в подсводовом пространстве камер коксования, в верхней части регенераторов, в газовоздуш­ных клапанах и боровах батарей. Температура батарей измеряется оптическим пиромет­ром.